33
жоқтығын көрсетеді. Алайда модульдерді өңдеуі уақыт өткен сайын
төмендейді. Бұл екі фактордың нәтижесі – модульді герметикалық
қолданылатын пленканың жайлы бұзылуы (әдетте этиленвинилацетатты
пленка – ethylene vinyl acetate;EVA) және модульдің артқы бетінің бұзылуы
(әдетте поливинилфосфатты пленка) және де EVA пленкасы қабатының
қаралануы.
Модульдің герметигі күн элементтерін және ішкі электрлік
байланыстарды ылғалдан қорғайды. Элементтерді ылғалдан қорғау толық
мүмкін емес болғандықтан және модуль «демалатындықтан» оны байқау
қиын. Ішке түскен ылғал күндіз сыртқа шығады,температура артады.
Ультракүлгін сәулелердің әсерінен күн жарығы біртіндеп герметикалық
элементтерді бұзады,және олар эласттығы төмендеп,механикалық әсері
артады. Уақыт өте бұл модульдің ылғалдан қорғалуы төмендейтінін көрсетеді.
Модульдің ішіне түскен ылғал электрлік байланыстардың каррозияның пайда
болуына,каррозия орнының кедергісінің артуына,түйіспелерінің қызуына
және бұзылуына немесе модульдің шығыс кернеуінің азаюына әкеп соғады.
Модульдің өнімділігін азайтатын екінші фактор – бұл шыны мен
элементтер арасындаы элементтердің мөлдірлігінің азаюы. Бұл азаю
байқалмайды,бірақ күн элементтеріне күн аз түсетіндіктен модуль қуатының
төмендеуіне алып келеді.
Максималды төмендеу әдетте өндірушілермен 25 жыл ішінде 20 % – ға
төмендейді. Әдетте көптеген модульдер әлі де өндірісте келтірілген
параметрлермен бірге жұмыс жасайды (яғни деградация жоқ). Сондықтан
модульдер 20 жылдан артық жұмыс жасамайды деп нық айтуға болады және
жоғары ықтималдықпен жоғары көрсеткіштермен қамтамасыз етеді. [8].
1.18 Күн батареяларының жұмыс істеуінің негізгі принциптері
p-n құрылымдардағы күн элементі
Күн батареясының элементі сыртқы тізбекке қосылатын жалғасу
контакттары бар, бір микрон шамасындағы қалыңдықтағы р-типтегі кремний
қабатымен қоршалған, n-типіндегі кремнийдің жалпақ тілімінен тұрады. Күн
энергиясы жарық болғанда сіңірілген фотондар түрліше салмақтағы
электоронды-тесікті жұптарды тудырады. Электорндар р-қабатында p-n-
ауысымына жақын жерде тудырылып, p-n-ауысымына және оның ішіндегі
электр өрісіне жақындап келеді де n-облысына шығарылады.
34
1.12 Сурет - Күндік фотоэлементтің схемалық
құрылғысы, негізгі
қозғалысы ішкі фотоэффектте болады
Дәл осылай артық тесіктер де n-қабатында тудырылады да, жартылай
бөлшектеніп p-қабатына тасымалданады. (сур. а). Нәтижесінде n-қабатында
қосымша теріс заряды пайда болады, ал p-қабатында – оң заряд туындайды.
Жартылай өткізгіштің p- және n-қабаттары арасындағы потенциалдардың
бастапқы түйісу айырмасы төмендейді де, сыртқы тізбекте кернеу пайда
болады (сур. б). Ток көзінің теріс полюсіне n-қабат сәйкес келеді, ал p-
қабатына – оң.
1.13 Сурет - Ажыратылып жіберілген p-n-ауысымының зоналық моделі :
а) – жарықталудың бастапқы сәтінде; б) – зоналық
моделінің тұрақты
жарықтандырылудың әсерінен өзгеруі және ЭДС фото суретінің пайда болуы
Электр тогының күн элементімен тудырылуы
1.14 Сурет – Электрлік токты күндік элементпен генерациялау (элемент
тілік ретінде көрсетілген)
а —А және В фотондары электронды-тесіктік аа' және bb' жұптарын
құрды. Алдыңғы фотонмен құрылған c электроны мен с' тесігі, б күн
35
элементінің контактілеріне жылжиды. d, e, f және g электрондары сыртқы
тізбек бойынша жылжып ауысады да электр тогын тудырады; б — А
фотонымен құрылған тесік , ол ауысым арқылы өтіп теріс контактісіне қарай
жылжиды. В фотонымен құрылған электрон сондай-ақ ауысым арқылы өтіп,
теріс контактіге жылжиды. Электрон с жартылай өткізгіштен өткізгішке өтеді.
Электрон g жартылай өткізгіштен өтеді де с' тесігімен бірге қиыстырыла
кетеді.
Күн элементінің ВАС-ы
Қалыптасқан Электро қозғалатын күш фото суретінің шамасы тұрақты
интенсивтілігінің сәулеленуімен ауысымды жарықтандырған кезде вольт –
амперлік
сипаттамасының
теңдеуімен
есептелінеді
(ВАС):
U=(kT/q)ln((I
ф
-I)Is/+1), (1.1)
мұндағы Is – қанығу тогы, А;
I
ф
– фототок.
1.15 Сурет - Күндік элементтің волть-амперлік сипаттамасы
ВАС теңдеуі әділ және ерікті спектральды құрамның жарығымен
фотоэлементті жарықтандыру кезінде тек I
ф
фототогының мәні ғана өзгереді.
Максималды қуаттылық фотоэлемент а нүктесімен белгіленген режимде ғана
болған жағдайда таңдалынады.
Шоттки барьерлеріндегі күн элементтері
Спектралды жауап берудің және фототоктың (берілген толқынның
ұзындығынан бір құламалы фотонға келетін коллекторленетін фотондар саны)
екі негізгі компоненті әлсізденген қабаттағы және электробейтарапты базалық
облыстағы тасымалдағыштардың тудырылуымен байланысты. Әлсізденген
қабаттағы тасымалдағыштарды коллекторленуі p-n-ауысымындағыдай өтеді.
